JP5672820B2

JP5672820B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP5672820B2
Application number: JP2010168728A
Authority: JP
Inventors: 久仁子林
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2030-07-28
Also published as: JP2012026702A

Description

本発明は、圧縮機、室外熱交換器を設けた複数台の室外機を備えた空気調和機であって、室外機内にある室外熱交換器の目詰まりを検出するものである。

従来、室外機内にある室外熱交換器の目詰まりを検出する方法としては、室内温度と、室外熱交換器の温度と、圧縮機の回転数を検出し、室内温度に基づいて圧縮機の回転数を算出し、算出した圧縮機の回転数と検出した圧縮機の回転数を比較し、所定時間、検出した圧縮機の回転数が低い場合、室外熱交換器の温度が所定の温度以上であるときに、室外熱交換器が目詰まりをしていると判断する方法があった。（特許文献１）

特開２００８―９５９６９号公報

しかし、上記特許文献１における目詰まり検出方法においては、以下のように必ずしも正確に室外熱交換器の目詰まりを検出できない場合があった。外気温が高い時、室外機内に設けられた室外熱交換器の温度が上昇すると、室外熱交換器内の冷媒が安全気圧を超える場合があり、このとき、空気調和機は、圧縮機の回転数を下げて、冷媒が安全気圧を超えないようにしている。このような制御を行った場合の圧縮機回転数は、室内温度から算出した圧縮機回転数よりも低くなってしまい、特許文献１に記載されたような室外熱交換器の目詰まりの検出方法では正確に室外熱交換器の目詰まり検出ができないおそれがあった。

また、先行技術に明記されている、一台の室外機の目詰まり検出する方法を、複数台の室外機に適用することは可能である。しかし、複数台の室外機が全部稼動する状態は常には無い為、停止している室外機の影響で圧縮機から吐出する冷媒の温度や圧力が変化する。よって、先行技術の目詰まり検出する方法で複数台の室外機の目詰まりを検出する場合、圧縮機から吐出する冷媒の温度や圧力が増加した時、圧縮機が回転数を下げる為、室外機の熱交換器が正常な状態であるにも関わらず、室内温度から算出した圧縮機回転数よりも低くなってしまい、目詰まりであると誤判断するおそれがあった。

そこで、本発明は、室外機を備えた空気調和機において、室外機内にある室外熱交換器の目詰まりを検出し、特に、外気温が高い場合でも、室外熱交換器の目詰まりを精度良く検出することを目的とするものである。

上記目的を達成する為に、本発明の空気調和機は、第一室外機内にある室外熱交換器近傍に配置した外気温を検出する為の配置した第一温度センサーで検出した温度と圧縮機から吐出した高圧冷媒の圧力から算出した飽和温度との温度差である第一の温度差を算出する。この第一の温度差から室外熱交換器が目詰まりしているか否かを判断するものである。

また、室外機が複数ある場合、第一室外機内にある室外熱交換器近傍に配置した外気温を検出する為の第一温度センサーで検出した温度と第二室外機内にある熱交換器近傍に配置した外気温を検出する為の第二温度センサーで検出した温度との温度差である第二の温度差を算出する。算出した第二の温度差が所定の値未満である場合のみ、上記の処理により第一室外機の室外熱交換器が目詰まりしているか否かを判断するものである。

このような空気調和機によれば、外気温が高い場合でも、室外機内にある室外熱交換器が目詰まりしているか否かを高い精度で検出することが出来る。

本発明の空気調和器の構成図である。本発明の第二の温度差と第二の所定温度差との比較表である。本発明の第一の温度差と第一の所定温度差との比較表である。本発明の目詰まりを判断するフローチャートである。

本発明は、複数の室外機を備えた空気調和機であって、室外機内にある熱交換器つまり室外熱交換器の目詰まりを検出するものである。以下に、室外熱交換器の目詰まりの検出方法を示す。任意の室外機内にある室外熱交換器近傍に配置した外気温を検出する為の温度センサーである第一温度検出手段で検出した温度と上記の室外機とは別の室外機の室外熱交換器近傍に配置した外気温を検出する為の温度センサーである第二温度検出手段で検出した温度との温度差である第二の温度差を算出する。そして、算出した第二の温度差が所定の条件を満たしているか否かを判断する。ここで、第二の温度差が所定の条件を満たしていない場合は目詰まり検出を終了する。第二の温度差が所定の条件を満たす場合は、上記の室外機内にある圧縮機から吐出された冷媒の圧力を検出する第一冷媒圧力検出手段で検出した圧力から算出される飽和温度と、室外熱交換器近傍に配置した外気温を検出する為の温度センサーである第一温度検出手段で検出した温度との温度差である第一の温度差を算出する。そして、算出した第一の温度差が所定の条件を満たしているか否かで、室外熱交換器が目詰まりしているか否かを判断する。

以下、本発明の実施の形態における空気調和機について、図１を基に説明する。図１は冷房運転時の空気調和器の冷凍サイクル系統図で、矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示したものである。図１に示すように、本実施例における空気調和機は、２台の室外機（７a、７b）を備えており、この室外機（７a、７b）は各々、高温高圧の冷媒を吐出する圧縮機（１a、１b）と、その高温高圧の冷媒を凝縮する室外熱交換器（３a、３b）と、冷媒を液体と気体に分離するアキュームレータ（５a、５b）を備えている。さらに、本実施例における空気調和機は、複数台の室内機を備えており、この室内機は各々、凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁（８a、８b、８c）と、膨張した冷媒を蒸発させて室内空気と熱交換して室内空気を冷却する室内熱交換器（４a、４b、４c）を備えている。

また、本実施例における空気調和器は、圧縮機（１a、１b）と、室外熱交換器（３a、３b）と、膨張弁（８a、８b、８c）と、室内熱交換器（４a、４b、４c）と、アキュームレータ（５a、５b）とを順次接続して成る冷凍サイクルから構成される。

さらに、第一室外熱交換器３a近傍に配置した外気温を検出する為の第一温度検出手段である第一温度サーミスタ２aと、第二室外熱交換器３b近傍に配置した外気温を検出する為の第二温度検出手段である第二温度サーミスタ２bと、第一圧縮機１aの吐出冷媒圧力を検出する第一冷媒圧力検出手段である第一吐出冷媒用圧力センサー６aと、第二圧縮機１bの吐出冷媒圧力を検出する第二冷媒圧力検出手段である第二吐出冷媒用圧力センサー６bなどのセンサーを用いて、制御部（図示しない）が冷凍サイクルの制御を行っている。また、室外熱交換器（３a、３b）が目詰まりしているか否かを判断する判断手段である判断部（図示しない）は、室外機（７a、７b）内にある制御基板（図示しない）上に搭載され、マイコンなどから構成される。また、制御基板は通信回線を介して相互に接続されており、判断部は各室外機内に配置されている上記各構成から情報を収集し、収集した情報を基に室外熱交換器（３a、３b）が目詰まりしているか否かを判断する機能を有している。

ここで、室外熱交換器（３a、３b）が目詰まりする理由について説明する。まず初めに、室外熱交換器（３a、３b）の構造から説明する。室外熱交換器（３a、３b）は、狭い隙間をもって並列配置された薄板から構成される多数のフィンを備え、そのフィンを貫通するように、複数のパイプが多段に配置されている。そして、これらパイプが端部で接続されて一本の連続した冷媒用コイルを形成している。冷房運転時、圧縮機（１a、１b）から吐出され、この冷媒用コイル中を流れる冷媒は、室外機（７a、７b）内にあるファンが送風する空気により冷却され、そして凝縮し液化する。ファンが送風する空気が、室外熱交換器（３a、３b）のフィンの隙間を通過する。その時、通過する空気中に含まれるちり、ほこり等がフィンやパイプに付着し、これが次第に堆積してフィンの隙間を目詰まり状態にする。

室外熱交換器（３a、３b）が目詰まりする他の理由としては、室外機（７a、７b）が屋外に設置されていることがあげられる。室外機（７a、７b）は常に外気に触れており、風雨にさらされる為、室外熱交換器（３a、３b）フィンの隙間にゴミや、ほこり、砂などが溜る。これにより、フィンの隙間が目詰まり状態になる。

本発明の第一室外熱交換器３aが目詰まりした場合、第一室外熱交換器３aの空気抵抗が大きくなり、外気と第一室外熱交換器３aとの熱交換が十分にできなくなり、第一室外熱交換器３aが放熱しにくくなる。そのため、第一室外熱交換器３a近傍に配置した外気温を検出する為の第一温度サーミスタ２aの周りの空気が流れないことで暖められて、第一温度サーミスタ２aが検出する温度が、第一室外熱交換器３aが正常な場合に第一温度サーミスタ２aが検出する温度よりも高くなる。この結果、第一吐出冷媒用圧力センサー６aが検出する圧力から算出される温度と第一温度サーミスタ２aの温度がほぼ等しくなる。

そのため、第一温度サーミスタ２aが検出した温度と、第一吐出冷媒用圧力センサー６aが検出した圧力から算出される温度を比較し、所定の温度差未満であるか否かで、第一室外熱交換器３aが目詰まりしているか否かを検出することが出来る。しかし、同一の冷凍サイクル内に室外機が複数接続されている場合、停止している室外機の影響で圧縮機から吐出する冷媒の温度や圧力が変化する。その為、第一温度サーミスタ２aは吐出する冷媒の温度や圧力など室外機内の熱の影響を受けて、第一温度サーミスタ２aが検出する温度は変動することがある。その為、第一温度サーミスタ２aの値が正常値と違う場合、目詰まりの誤検出をするおそれがある。そこで、目詰まりの誤検出を防ぐ為に、第一温度サーミスタ２aと第二温度サーミスタ２bの温度差が所定の温度未満の時に目詰まり検出を行う。

本発明の空気調和機で、第一室外熱交換器３aが目詰まりしているか否かを検出する手順について、図４のフローチャートを基に説明する。なお、室外機を長期間停止すると、ゴミやホコリなどがたまり、室外熱交換器は目詰まりを起こしやすい。その為、本実施例では、室外機を起動した時に目詰まり検出を行い、また、室外機が運転中は１時間おきに目詰まり検出を行っている。本発明の空気調和機において、第一室外熱交換器３aが目詰まりし、第一温度サーミスタ２aと第二温度サーミスタ２bが共に外気温を正常に検出している場合について、以下に第一室外熱交換器３aが目詰まりしているか否かを検出する手順を説明する。

図４のフローチャートは、第一室外熱交換器３aが目詰まりしているか否かを検出する為の検出する手順を示すものである。図４に示すように、判断部は、室外機７a内にある第一温度サーミスタ２aが検出した温度T2aを取得する（ステップS1）。検出対象である室外機７a以外の室外機の内、稼動している室外機７b内にある第二室外熱交換器３b近傍に配置した外気温を検出する為の第二温度サーミスタ２bで検出した温度T2bを、通信回線を介して取得する（ステップS2）。そして、両者の温度差である第二の温度差、つまり、（T2a−T2b）の絶対値（図４では|T2a−T2b|で示す。以下の絶対値の表現も同様に示す。）を算出する（ステップS3）。図２の表に示しているように、算出した（T2a−T2b）の絶対値が、予め設定された第二の所定温度差である５度未満であるか否かを判断し（ステップS4）、５度未満である場合は次のステップS５に進み、５度以上である場合は検出を終了する。本実施例では、第一温度サーミスタ２aと第二温度サーミスタ２bが共に外気温を検出している為、両者の温度差が無く、算出した（T2a−T2b）の絶対値が５度未満となる。例えば、T2aが３４度で、T2bが３３度であった場合、（T2a−T2b）の絶対値、１度を算出する。算出した絶対値１度は、第二の所定温度差である５度未満となり、ステップS5に進む。

判断部は、ステップS5に進んだ後、図４に示すように、室外機７a内にある第一温度サーミスタ２aが検出した温度T2aを取得する（ステップS5）。第一吐出冷媒用圧力センサー６aが検出した圧力から飽和温度T6aを算出する（ステップS6）。そして、両者の温度差である第一の温度差、つまり、（T2a−T6a）の絶対値（図４では|T2a−T6a|で示す。）を算出する（ステップS7）。図３の表に示しているように、判断部は、算出した（T2a−T6a）の絶対値が予め設定された第一の所定温度差である３度未満であるか否かを判断し（ステップS8）、３度未満である場合（S8-yes）は第一室外熱交換器３aが目詰まりしていると判断し（ステップS9）、３度以上である場合（S8-no）は第一室外熱交換器３aが正常であると判断する（ステップS10）。本実施例では、第一室外熱交換器３aが目詰まりしている為、算出した（T2a−T6a）の絶対値が３度未満であり、第一室外熱交換器３aが目詰まりしていると判断する（ステップS9）。そして、判断部は、室内機の表示部に第一室外熱交換器３aが目詰まりしていることを表示して使用者に知らせている。

なお、上記実施例では、第一室外熱交換器３aが目詰まりしている場合について説明したが、第一室外熱交換器３aが目詰まりしていなく、第一温度サーミスタ２aと第二温度サーミスタ２bが共に外気温を検出している場合について、以下に説明する。ステップS8までは上記と同様に進むが、（T2a−T6a）の絶対値が３度以上となる為（S8-no）、第一室外熱交換器３aが正常であると判断（ステップS10）する。

なお、（T2a−T2b）の絶対値が５度以上となる場合（S4-no）について、以下に説明する。第一温度サーミスタ２aと第二温度サーミスタ２bが共に外気温を検出できない、または、片方だけ外気温を検出できない場合が該当する。ステップS4まで上記と同様に進むが、両者の温度サーミスタの測定対象が外気温でなく、測定対象が例えば熱交換器の配管温度などを検出すると外気温と異なる為、両者の温度に温度差が出来る。よって、（T2a−T2b）の絶対値が５度以上となり（S4-no）、目詰まり検出を終了する。

なお、本実施例では、図２の表に記載のとおり予め設定された第二の所定温度差を５に設定しているが、本発明はこれに限定したものではなく、室外機（７a、７b）の設置環境などに応じて、この第二の所定温度差を５よりも大きくしたり、５よりも小さくしたりしても良い。

同様に、本実施例では、図３の表に記載のとおり予め設定された第一の所定温度差を３に設定しているが、本発明はこれに限定したものではなく、室外機（７a、７b）の設置環境などに応じて、この第一の所定温度差を３よりも大きくしたり、３よりも小さくしたりしても良い。

なお、本実施例では、判断部が、第一室外熱交換器３aが目詰まりをしていると判断した場合、室内機の表示部に第一室外熱交換器３aが目詰まりしていることを表示して使用者に知らせているが、本発明はこれに限定したものではなく、室内機内にあるアラーム音を鳴らして使用者に目詰まりを知らせても良い。

上記実施例では、２台の室外機が稼動している場合の実施例を示しているが、本発明は２台に限定したものではなく、３台以上の複数台の室外機であっても良い。

なお、室外機７aが１台しか稼動していない場合については以下の方法で第一室外熱交換器３aが目詰まりしているか否かを判断する。

まず初めに、第一室外熱交換器３aの検出を開始する時に、停止中の室外機７bを稼動させる。そして、判断部が、上記の目詰まり方法と同じ様に第一温度サーミスタ２aが検出した温度T2aと、室外機７b内にある第二温度サーミスタ２bが検出した温度T2bとの温度差である第二の温度差、（T2a−T2b）の絶対値を算出し、その（T2a−T2b）の絶対値が第一の所定温度である５度未満であるか否かを判断する。５度未満である場合は、上記と同様に、室外機７a内にある第一温度サーミスタ２aが検出した温度T2aと、第一吐出冷媒用圧力センサー６aが検出した圧力から算出した飽和温度T6aとの温度差である第一の温度差を算出し、第二の所定温度である３度未満であるか否かを判断することで、第一室外熱交換器３aが目詰まりしているか否かを判断する。この方法で、室外機７aしか稼動していない場合でも、第一室外熱交換器３aの目詰まりを精度良く検出することが出来る。

なお、室外機が１台しかない場合については、図４のフローチャート、ステップS5から目詰まり検出を始めることで、室外熱交換器の目詰まりを検出することが出来る。

１a 第一圧縮機
１b 第二圧縮機
２a 第一温度サーミスタ
２b 第二温度サーミスタ
３a 第一室外熱交換器
３b 第二室外熱交換器
４a、４b、４c 室内熱交換器
５a、５b アキュームレータ
６a 第一吐出冷媒用圧力センサー
６b 第二吐出冷媒用圧力センサー
７a 第一室外機
７b 第二室外機
８a、８b、８c 膨張弁

Claims

圧縮機、室外熱交換器を設けた室外機を備えた空気調和機であって、
第一圧縮機と、第一室外熱交換器と、前記第一圧縮機から吐出された冷媒圧力を検出する第一冷媒圧力検出手段と、前記第一室外熱交換器の近傍に配置され外気温を検出する第一温度検出手段とを備えた第一室外機と、
第二圧縮機と、第二室外熱交換器と、前記第二圧縮機から吐出された冷媒圧力を検出する第二冷媒圧力検出手段と、前記第二室外熱交換器の近傍に配置され外気温を検出する第二温度検出手段とを備えた第二室外機と、
前記第一室外熱交換器の目詰まりを判断する判断手段と、
を備え、
かつ、前記判断手段は、前記第一冷媒圧力検出手段で検出した圧力から飽和温度を算出し、
かつ、前記判断手段は、前記飽和温度と前記第一温度検出手段で検出した温度との温度差である第一の温度差を算出し、
かつ、前記判断手段は、前記第一温度検出手段で検出した温度と前記第二温度検出手段で検出した温度との温度差である第二の温度差を算出し、
前記第二の温度差が第二の所定温度未満である場合、
前記判断手段は、前記第一の温度差を算出し、同第一の温度差が第一の所定温度未満である場合、同第一の温度差から前記第一室外機の第一室外熱交換器が目詰まりしていると判断することを特徴とする空気調和機。